[实用新型]基于平面变压器的可控硅恒流驱动电路

说明书

技术领域

硅的驱动电路，可控硅广泛应用于可控整流、有源逆变、交流调压、变频器、无触点功率开关等领域。

背景技术

  晶闸管又称可控硅，是硅晶体闸流管的简称。是一种大功率半导体器件，出现于70年代。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。利用其整流可控特性可方便地对大功率电源进行控制和变换。它具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、无噪声、寿命长、容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性，但它的导通时间是可控的（可控硅），主要用于整流、逆变、调压及开关等方面。它有普通型、双向型和可关断型等。使用维护简单、控制灵敏等优点，所以在工业生产上得到了广泛的应用。如何能够稳定而高效的驱动可控硅，是能否使用好可控硅的关键。

  平面变压器的优点主要集中在较低的漏感值和交流阻抗。绕组问的间隙越大意味着漏感越大，也就产生更高的能量损失。平面变压器利用铜箔与电路板间的紧密结合，使得在相邻的匝数层间的间隙非常的小，因此能量损耗也就很小了。在平面型变压器里，其“绕组”是做在印制电路板上的扁平传导导线或是直接用铜泊。扁平的几何形状降低了开关频率较高时趋肤效应的损耗，也就是涡流损耗。因此，能最有效地利用铜导体的表面导电性能，效率要比传统变压器高得多。另外，平面变压器体积小，便于减小驱动器的整体体积，无需人工绕线，一致性好，并且成本也低于绕线变压器。

实用新型内容

  本实用新型提供了一种采用基于平面变压器的可控硅驱动电路，其优点在于能够输出可编程恒定电流，体积小，效率可高达90%。

  为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：该实用新型包括FPGA的内部逻辑控制部分，基于平面变压器的推挽电路部分，同步整流电路部分和可编程恒定电流部分，通过FPGA的内部逻辑控制电路控制推挽电路的两个MOS管轮流导通，再经过同步整流电路整流，输出恒定的电流，驱动可控硅导通。由于可控硅的门极呈现二极管特性，使用恒流驱动可以避免过高的驱动电流将其烧毁。通过FPGA控制比较器的参考电压就可以输出不同的驱动电流。

  有益效果：该实用新型能够输出可编程恒定驱动电流，体积小，效率可高达90%。

附图说明

  图1是基于平面变压器的可控硅驱动电路拓扑图。

  图2是FPGA内部的逻辑控制电路拓扑图。

  图3是基于平面变压器的推挽电路拓扑图。

  图4是同步整流电路拓扑图。

  图5是可编程限流电路拓扑图。

具体实现方式

  见图1，基于平面变压器的可控硅驱动电路，包括FPGA逻辑控制部分、基于平面变压器的推挽电路部分、同步整流部分、可编程恒定电流部分组成。

  见图2，FPGA通过内部的触发器，分离出互补的两个信号，分别驱动推挽电路的两个MOS管，使两个MOS管互补导通。

  见图3，推挽电路的两个MOS管接收FPGA的驱动信号互补导通。通过平面变压器输出电压信号

  见图4，通过同步整流电路，同步整流是为了降低二极管的管压降，使输出得到稳定电压驱动可控硅。

  见图5，通过限流电路，限制MOS管的电流，当过流时，通过限流电路给FPGA输送关断驱动信号，使电路处于关断状态，使输出处于恒流状态，保护驱动的可靠性和稳定性。